富营养化是目前我国地表水所面临最为普遍与突出的环境问题,主要表现为水体中氮磷浓度超标及微藻的大量繁殖,严重影响了水体生物的生存,因此除藻脱磷既可以除去水体微藻,减少藻类对水体生态的直接影响,又可以脱除水体磷,降低水体藻类爆发风险。本文利用氢氧化钠与十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)分别对蛭石与高岭土进行改性,通过模拟实验比较不同改性材料对溶液中铜绿微囊藻与磷酸盐的去除效果,选出除藻脱磷效果最佳的改性条件,开发出良好的除藻脱磷改性矿物材料,为我国富营养化水体水质的改善提供技术支撑。研究得出以下结论:(1)对改性矿物材料进行红外光谱、电镜扫描、X射线衍射及比表面积分析,结果表明,经氢氧化钠(NaOH)与十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)改性后的蛭石与高岭土表面结构均发生了变化,而高岭土的变化更为明显,孔隙数量变多,比表面积增加,说明改性提高了高岭土的表面吸附特征。(2)改性高岭土除藻效果优于与改性蛭石。当高岭土经2.0 mol/L的NaOH溶液于80℃下砂浴8 h后的再用CTAB改性,得到的改性高岭土对铜绿微囊藻的去除效果最好,且投加量为0.4 g/L、pH=5时对叶绿素a的最大去除率可达95%,藻密度去除率可达82%。与原液相比,处理后的藻浊度降低了30 NTU。而改性蛭石对藻的整体去除率不高,对叶绿素a和藻密度的最高去除率仅为52%与45%,浊度也仅减少了13.5NTU。(3)改性高岭土脱磷试验研究表明,当高岭土经2.0 mol/L的NaOH溶液于80℃下砂浴8 h后的再用CTAB改性对磷的吸附脱除效果最好。当水样初始磷酸盐浓度为20 mg/L,投加量为2 g/L,pH=5,25℃下吸附5 h时,改性高岭土对磷的吸附量可以达到4.8 mg/g。准二级动力学和Langmuir等温吸附模型能较好的拟合高岭土对磷的吸附过程。综上所述,本研究利用2.0 mol/L的NaOH溶液于80℃下砂浴8 h后再用CTAB改性得到的改性高岭土可以对水体微藻与磷酸盐有较好的去除效果。